№71-16
До проблеми нелінійної динаміки оболонкової системи при дії локального імпульсу внутрішнього тиску
О.О. Азюковський1, В.З. Грищак1, К.А. Зіборов1, С.О. Федоряченко1, Т.А. Кравчук2
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2ДП НВО «Павлоградський хімічний завод», Павлоград, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 71:179-185
https://doi.org/10.33271/crpnmu/71.179
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Об’єкти критичної інфраструктури, зокрема трубопроводи та резервуари, є невід’ємною частиною забезпечення функціонування промислових та цивільних об’єктів життєзабезпечення. Позаштатні фактори, які можуть вплинути на їх функціонування можуть бути як причиною форс-мажорних обставин, так і цілеспрямованих дій з боку третіх сторін. Тому, метою даної роботи встановлено математичне описання динамічної поведінки циліндричних оболонок під дією локального імпульсу, викликаного внутрішнім тиском.
Методика. Для досягнення мети роботи застосовано положення нелінійної динаміки системи сил із урахуванням наближених аналітичних та асимптотичних методів.
Результати. Отримані результати дозволяють описати нелінійні процеси, викликані локальними імпульсами внутрішнього тиску в оболонкових системах, що можуть бути інтерпольовані для застосування у чисельних методах для визначення параметрів міцності та несучої здатності відповідних конструкції із урахуванням фізико-механічних параметрів застосованих матеріалів та характеру силового впливу. Інтерполяція результатів на схожі технічні системи дозволить масштабувати математичний підхід у вирішенні інженерних задач.
Наукова новизна. Існуючі динамічні моделі у своїй більшості представлені спрощеними розрахунковими моделями без урахування сукупності реальних навантажень та характерних конструктивних і технологічних факторів. У даній роботі запропоновано врахування нелінійності динамічних процесів зважаючи на форму імпульсного впливу, степінного показника нелінійності переміщень та дельта-функції Дірака. Даний підхід є новим із наукової та практичної значимості.
Практична значимість. Отримана сингулярна неоднорідна модель взаємодії у формі диференціального рівняння із змінними коефіцієнтами дає можливість забезпечити чисельне моделювання процесів взаємодії із асимптотичними результатами та встановити параметри динамічної поведінки до імпульсного впливу. В результаті можливо отримати нові технічні рішення стійких до динамічного впливу оболонкових конструкцій, які матимуть покращенні техніко-експлуатаційні характеристики.
Ключові слова: оболонкові системи, локальний імпульс, нелінійна динаміка.
Перелік посилань
1. Mott,N. (1953) Physics in the 1930s. Bristol University.
2. Gurney, R. W., & Condon, E. U. (1929). Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration. Physical Review, 33(2), 127–140.
https://doi.org/10.1103/PhysRev.33.127
3. Belytschko, T., Lin, J. I., & Chen-Shyh, T. (1984). Explicit algorithms for the nonlinear dynamics of shells. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 42(2), 225–251.
https://doi.org/10.1016/0045-7825(84)90026-4
4. Sieber, J., Hutchinson, J. W., & Thompson, J. M. T. (2019). Nonlinear dynamics of spherical shells buckling under step pressure. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 475(2223), 20180884.
https://doi.org/10.1098/rspa.2018.0884
5. Ruggirello, K. P., Thomas, J. D., Love, E., Rider, W. J., & Heinstein, M. (2022). High fidelity coupling methods for blast response of thin shell structures. Finite Elements in Analysis and Design, 212, 103834.
https://doi.org/10.1016/j.finel.2022.103834
6. Чернецький, В.В. (2015). Вплив теплових факторів пожежі на цілісність вертикальних сталевих резервуарів з нафтопродуктами. (Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук).
7. Егоров, Е.А. (2004). Комплексный анализ, оценка и управление надежностью стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов. Сборник научных трудов ПГАСиА.
8. Gristchak, V. Z., & Ganilova, O. A. (2008). A hybrid WKB–Galerkin method applied to a piezoelectric sandwich plate vibration problem considering shear force effects. Journal of Sound and Vibration, 317(1–2), 366–377.
https://doi.org/10.1016/j.jsv.2008.03.043
